modul - polimdo · 6. putar pelan-pelan potensio pada beban resistif sesuai persentase beban yang...

MODULPRATIKUM SISTEM DISTRIBUSI DAYA

Disusun Oleh Julianus Gesuri Daud, ST,.MTMuchdar Daeng Patabo, ST,.MT

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI, DISTRIBUSI PROTEKSIPROGRAM STUDI D III

TEKNIK LISTRIKJURUSAN TEKNIK

ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MANADO

2018

Page ii of 59D III Teknik Listrik - Modul Pratikum Sistem Distribusi Daya

LEMBAR PENGESAHAN

MODUL

PRAKTIKUM SISTEM DISTRIBUSI DAYA

Di Susun Oleh

Julianus Gesuri Daud, ST,.MTNip. 19650711 1999303 1002

Muchdar Daeng Patabo, ST,.MTNip. 19631128 199003 1002

Manado, Desember 2018

Menyetujui

Ketua Jurusan Teknik Elektro Koordinator Program StudiDIII Teknik Listrik

(Fanny J. Doringin, ST.,MT) (Muchdar D.Patabo,ST.,MT) Nip. 19670430 199203 1003 Nip. 19631128 199003 1002

Page iii of 59D III Teknik Listrik - Modul Pratikum Sistem Distribusi Daya

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada TUHAN karena panduan praktek untuk menuntun

para mahasiswa melakukan praktek di Laboratorium telah selesai di susun.

Modul praktikum ini berisi uraian singkat berupa tujuan, pengantar teori serta

langkah kerja yang sesuai dengan setiap job yang akan dipraktekkan sehingga

akan sangat membantu para mahasiswa Program studi DIII Teknik Listrik dalam

memahami sistem distribusi daya yang diajarkan di kelas.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ir. Ever N. Slat, MT ; sebagai Direktur Politeknik Negeri Manado

2. Dra. Maryke Alelo, MBA ; sebagai Wakil Direktur Bidang Akademik

3. Fanny J. Doringin, ST.,MT ; sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro

4. Muchdar D, Patabo, ST., MT ; sebagai Koordinator Program Studi DIII

Teknik Listrik

5. Rekan-rekan sekerja di Program Studi DIII Teknik Listrik.

Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya para

mahasiswa yang berminat untuk pengembangkan diri lebih lanjut.

Manado, Agustus 2018

Penulis

Page iv of 59D III Teknik Listrik - Modul Pratikum Sistem Distribusi Daya

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

Percobaan 1. Pengukuran Daya dengan Cos φ meter 1

Percobaan 2. Metode tiga power meter beban Y 6

Percobaan 3. Drop Tegangan (Jatuh tegangan) 14

Percobaan 4. Pengukuran Daya Aktif (kWh meter) 19

Percobaan 5. Segitiga Daya 23

Percobaan 6. Pengukuran Daya Reaktif 27

Percobaan 7. Sistem Seimbang dan tak seimbang 30

Percobaan 8. Pengukuran daya beban RL 35

Percobaan 9. Regulasi Tegangan 38

Percobaan 10. Transformator Arus (CT) 1 fasa 42

Percobaan 11. Sistem tiga fasa tiga kawat 45

Percobaan 12. Pengukuran daya lampu pijar 48

Percobaan 13. Sistem tiga fasa beban Induktif 51

Percobaan 14. Pengukuran daya beban kapasitor 54

of 59D III Teknik Listrik - Modul Pratikum Sistem Distribusi Daya

Percobaan 1

Pengukuran Daya Reaktif dengan Cos ? meter

A. Tujuan

1. Mengetahui besarnya daya reaktif dengan cos ? meter.

2. Mengetahui pengaruh beban induktif dan kapasitif terhadap daya listrik

B. Teori

Daya listrik yang diserap oleh beban sedikit banyak mempengaruhi besar

kecilnya pemakaian daya dalam pengukuran Kwh meter dan Kvarh meter.

Ketika pembebanan banyak menggunakan beban induktif maka nilai factor

daya akan semakin lagging (terbelakang) sebaliknya bila bebannya terlalu

banyak bersifat kapasitif maka cos ? menjadi leading (mendahului).

Untuk menghitung daya pada beban L dan C dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

Q = V.I Sin ? (VAR)

Dimana Q = Daya reaktif

V = Tegangan (Volt)

I = Arus (Ampere)

? = Sudut antara V dan I

C. Alat dan bahan

Power supply 1 buah

Amperemeter 1 buah

Voltmeter 1 buah

Power meter 1 buah

Cos ? meter 1 buah


Beban Induktif 1 buah

Beban Kapasitif 1 buah

Kabel fasa (merah, kuning, hitam ) secukupnya

Kabel netral ( biru) secukupnya

Kabel pentanahan ( hijau kuning) secukupnya

D.Rangkaian Percobaan

Gambar 1-1. Pengukuran daya reaktif dengan cos ?E. Prosedur Percobaan

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan sesuai kebutuhan

2. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar

3. Periksa kembali koneksi kabel fasa serta netral untuk beban L dan C

4. Putar pelan-pelan potensio untuk menaikkan tegangan sumber AC

5. Sumber tegangan di atur sampai mencapai nilai nominal 220 volt

6. Satu persatu beban induktif diukur mulai dari nilai L1, L2, L3 dan L4

seperti pada gambar 1-2.

7. Setiap pergantian dari beban Induktif (L)ke beban kapasitif (C) maka

sumber tegangan Arus bolak balik terlebih dulu di offkan


8. Amati baik-baik setiap nilai yang tertera pada alat ukur serta catat

hasilnya dalam tabel masing-masing.

9. Untuk pengukuran beban kapasitor di mulai dari C1kemudian C2, C3

dan seterusnya sampai pada C4 (gambar 1-3).

10. Dalam pengukuran ini perlu diperhatikan dengan jelas arah

penunjukkan posisi jarum pada Cos ? meter untuk setiap kali

pengambilan data pada beban L maupun beban C (gambar 1-4).

11. Apabila telah selesai melakukan praktikum, off kan power supply

dan benahi rangkaian seperti semula.

Gambar 1-2. Koneksi kabel fasa dan netral beban L


Gambar 1-3. Pengukuran daya untuk beban C

Gambar 1-4. Menentukan cos ? dan sin ?F. Data

Tabel 1-1. Hasil Pengukuran Beban Induktor

NoL

(Henri)Tegangan

(V)Arus

(I)Q

(Var)Cos ? Sudut

phasa (? )

Q Hitung(Var)

1 0.1 H

2 0.2 H

3 0.3 H

4 0.4 H


Tabel 1-2. Hasil Pengukuran Beban Capasitor

NoC

(Farad)Tegangan

(V)Arus

(I)Q

(Var)Cos ? Sudut

phasa (? )

Q Hitung (Var)

1 2μ F

2 4μ F

3 8μ F

4 16μ F

G. Pertanyaan

1. Jelaskan mengapa beban dikatakan Leading dan Lagging ?

2. Jenis beban apakah yang dikategorikan Leading dan Lagging ?


Percobaan 2

Metode tiga power meter beban Y

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya aktif, daya reaktif pada beban R dan L.

2. Mengetahui perbandingan pengukuran daya satu fasa dan daya tiga fasa.

B. Teori

Kebanyakan pelanggan listrik adalah konsumen rumah tangga. Meski dalam

penyaluran energy listrik menggunakan sistem tiga fasa tetapi beban yang

digunakan oleh konsumen di setiap rumah memakai sistem satu fasa

sehingga antara fasa R, fasa S serta fasa T berfluktuasi sesuai kebutuhan

konfigurasi beban radial yang terpasang. Pada tipe ini, sisi sekunder ( output

) trafo distribusi terhubung wye , dimana saluran netral diambilkan dari titik

bintangnya. Seperti halnya pada sistem tiga fasa yang lain, di sini perlu

diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya dan disini terdapat

dua alternatip harga tegangan.

C. Alat dan Bahan

Power supply 3 fasa 1 buah

Amperemeter 3 buah

Voltmeter 3 buah

Power meter 3 buah

Cos ? meter 1 buah

Beban Resistif 1 buah



Control unit 1 buah




D. Rangkaian Percobaan

Gambar 2-1. Metode tiga power meter menggunakan Control Unit

Gambar 2-2. Rangkaian tiga power meter dengan beban Y


Gambar 2-3. Nilai V, I, P, Cos ? , S, Q, Kwh dan kVArh beban resistif

E. Prosedur Percobaan


2. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar

3. Periksa kembali koneksi kabel fasa serta netral dan pentanahan untuk

pengukuran pada beban resistif seperti pada gambar 2-3.

4. Setelah rangkaian terpasang sesuai gambar, tekan push buton warna

hijau pada control unit untuk mengoperasikan rangkaian.

5. Pada circuit breaker, tekan tombol “ON” untuk memulai pengambilan

data dan tekan “OFF” untuk memutuskan sambungan (gambar 2-4).

6. Putar pelan-pelan potensio pada beban resistif sesuai persentase beban

yang di minta kemudian catat hasil yang diperoleh.

7. Nilai yang akan muncul di control unit seperti pada gambar berikut.

8. Untuk beban induktif dapat menggunakan rangkaian seperti pada

gambar 2-11 dan gambar 2-12.

9. Catat hasil pengukuran pada rangkaian beban induktif dengan

menggunakan tabel 2-3 dan tabel 2-4.

10. Apabila telah selesai melakukan praktikum, off kan power supply tiga

fasa dengan menekan push button warna merah dan benahi rangkaian

seperti semula.


Gambar 2-4. Power Circuit Breaker Modul (745 561)

Gambar 2-5. Contoh pembacaan nilai V dan I sistem tiga fasa


Gambar 2-6. Daya Aktif (P) dan Cos ? sistem tiga fasa

Gambar 2-7. Daya nyata dan daya reaktif sistem tiga fasa

Gambar 2-8. Daya aktif terpakai dalam kWh meter


Gambar 2-9. Daya reaktif terpakai dalam kVArh meter

Gambar 2-10. Nilai V dan I pada fasa S atau Line 2 (L2)

F. Data

Table 2-1. Beban R ( Resistif) Untuk sistem tiga fasa

NoR

(%)V

(Volt)I

(Amp)P

(Watt)Cos? S

(VA)Q

(Var) Kwh KVarh1 100 %

2 80 %

3 60 %

4 40 %

5 20 %


Tabel 2.2. Beban R ( Resistif) Untuk sistem satu fasa

NoV1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)I2

(Amp)I3

(Amp)P1

(Watt)P2

(Watt)P3

(Watt)1

2

3

4

5

Gambar 2-11. Pengukuran tiga power meter dengan beban Induktif

Gambar 2-12. Nilai V, I, P, Cos ? , S, Q, Kwh dan kVArh beban induktif


Tabel 2.3. Beban L ( Induktif) untuk sistem tiga fasa

NoL

(henri)V

(Volt)I

(Amp)P

(Watt)Cos? S

(VA)Q

(Var) Kwh KVarh1 6.0 H 0.25A

2 4.8 H 0.25A

3 2.4 H 0.25A

4 1.2 H 0.5A

5 1.0 H 0.5A

Tabel 2.4. Beban L ( Induktif) untuk sistem satu fasa

NoV1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)I2

(Amp)I3

(Amp)Q1

(Var)Q2

(Var)Q3

(Var)1

2

3

4

5

G. Pertanyaan

1. Jelaskan perbandingan pengukuran satu fasa dan tiga fasa ?

2. Terangkan perbedaan cos ? pada beban R dan beban L ?


Percobaan 3

Drop Tegangan ( Jatuh tegangan )

A. Tujuan

1. Mengetahui besarnya jatuh tegangan berdasarkan panjang penghantar.

2. Membandingkan nilai tegangan di sisi kirim maupun di sisi terima.

3. Mengetahui pengaruh ketakseimbangan beban terhadap nilai tegangan

B. Teori

Pada rangkaian AC, besarnya drop tegangan, tidak hanya tergantung pada

tegangan resistansi murni ( R ) dari bebannya ( ohmic resistance ), tetapi juga

tergantung pada besarnya harga reaktansi induktip dan reaktansi kapasitip

(capacitive reactance yang sering di abaikan).

∆V = Vkirim – Vterima

Meski catu daya sumber tegangan dalam keadaan stabil namun untuk

mempertahankan tegangan tetap pada system distribusi belum memungkinkan

karena tegangan jatuh akan terjadi di hampir semua bagian system dan akan

berubah dengan adanya perubahan beban. Tegangan ujung penerimaan ini

akan semakin rendah apabila jarak konsumen ke pusat pelayanan cukup jauh.

Apabila penurunan tegangan yang terjadi melebihi batas toleransi yang

diijinkan maka secara teknis akan mengakibatkan terganggunya kinerja

peralatan listrik konsumen. Daya aktif pada beban R diperoleh dari

? = ? ? ? (Cos ? =1)


C. Alat dan bahan

Power supply tiga fasa 1 buah

Amperemeter 2 buah

Voltmeter 6 buah

Power meter 1 buah

Cos ? meter 1 buah







Peralatan dipasang pada kedua sisi yakni sisi kirim dan sisi terima

Gambar 3-1 Drop tegangan pada beban resistif


Gambar 3-2. Drop tegangan pada beban induktif dengan Cos ? meter



2. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar 3-1

baik pada sisi kirim maupun pada sisi terima beban.

3. Hubungkan satu persatu peralatan sebagaimana gambar

4. Setelah melalui saluran distribusi tiga fasa empat kawat, pada sisi

terima kemudian di teruskan ke beban resistif dengan menghubungkan

alat ukur arus dan tegangan seperti pada gambar 3-2.


pengukuran pada beban resistif.


hijau pada panel untuk mengoperasikan rangkaian.


data dan tekan “OFF” untuk memutuskan sambungan.



(Catatan : Setiap selesai pengambilan data, rangkaian harus di off kan).


9. Untuk beban induktif dapat menggunakan rangkaian seperti pada

gambar 3-3 untuk L1, L2, L3, L4 dan L5.

Gambar 3-3. Kawat fasa dan netral pada beban Induktif

10. Catat hasil pengukuran pada rangkaian beban induktif dengan

menggunakan tabel 3-1.


fasa dengan menekan push button warna merah dan benahi rangkaian

seperti semula.

F. Data

Tabel 3.1. Pengukuran tegangan pada beban R ( Resistif)

NoSisi Kirim % Beban

ResistifSisi Terima

V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

R S T V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

1 100 %

2 80 %

3 60 %

4 40 %


Tabel 3.2. Pengukuran tegangan pada beban L ( Induktif)

No

Sisi Kirim Beban Induktif

Sisi Terima

V1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)R S T V1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)Cos ?

1 6.0 H 0.25A

2 4.8 H 0.25A

3 2.4 H 0.25A

4 1.2 H 0.5A

5 1.0 H 0.5A

(Catatan : untuk memastikan nilai yang terukur hasilnya sama maka dapat

menggunakan alat ukur yang sama pada sisi kirim maupun sisi terima).

G. Pertanyaan

1. Jelaskan nilai P1, P2 dan P3 berdasarkan data hasil pengukuran

2. Bandingkan hasil perhitungan yang diperoleh dengan data pengukuran.

3. Bagaimana pengaruh ketakseimbangan beban terhadap arus kawat Netral ?


Percobaan 4

Pengukuran Daya Aktif

A. Tujuan

1. Melakukan pengukuran daya aktif yang di konsumsi beban

2. Menentukan pemakaian daya beban resistif dalam putaran / kwh

B. Teori

Untuk menghitung pemakaian listrik oleh konsumen tangga maupun di

industry selalu digunakan kWh meter atau kilowatthour meter dimana 1 kWh

sama dengan 3.6 MJ. Karena itulah alat untuk mengukur energy tersebut

dikenal dengan watthourmeters. Besar tagihan listrik biasanya berdasarkan

pada angka-angka yang tertera pada kWh meter setiap bulannya dan untuk saat

ini kWh meter tipe induksi adalah paling banyak digunakan pada perhitungan

daya listrik rumah tangga sebagai acuan guna mengetahui besarnya energi

yang terpakai oleh pelanggan. Daya aktif (P) dinyatakan sebagai V

(tegangan) dikalikan I (arus) dan cos ? (factor daya) dimana ? adalah sudut

antara V dan I

P = V.I cos ? (watt)

Konstanta putaran meter (N) ditentukan dari :

? = ? ? ? ? .? ? ? ? .?? ? .?

Dimana r = 2 kali putaran piringan,

Pt = Daya terukur

t = waktu yang terukur dalam sekon (counter)

C. Alat dan bahan



Kwh meter 1 buah

Amperemeter 1 buah

Voltmeter 1 buah

Power meter 1 buah

Stop clock 1 buah

Cos ? meter 1 buah






Gambar 4-1. Pengukuran daya dengan kwh meter



2. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar 4-1.

3. Hubungkan satu persatu peralatan sebagaimana gambar sesuai warna

kabel R-S-T-N-PE dan pada beban resistif 4-2.


Gambar 4-2. Beban Resistif posisi 20 % hubungan Y


pengukuran pada beban resistif.

5. Setelah rangkaian terpasang sesuai gambar, “ON” kan sumber tegangan

secara bersamaan dengan stop clock (Switch ke atas untuk timer mulai

beroperasi dan menekan ke bawah bila akan menghentikan).

(Catatan : lihat posisi tanda merah pada kwh meter sebagai patokan

awal saat piringan akan berputar. Setelah dua kali , “OFF” kan sumber).



7. Untuk perhitungan yang lebih akurat, nilai persentase beban resistif

dalam satuan ohm dapat diukur langsung menggunakan alat ukur yang

tersedia. Bila menggunakan meter digital maka pastikan menunjuk ke

nilai yang tetap (diam).

8. Catat hasil pengukuran dengan menggunakan tabel 4-1.


fasa dan benahi rangkaian seperti semula


F. Data

Tabel 4.1. Menentukan daya P sesuai prosentase pembebanan beban resistif

NoR

(%)Tegangan

(V)Arus

(I)P

(watt)t

(detik)N(r/kwh)

P(hitung)

1 100 %

2 80 %

3 60 %

4 40 %

5 20 %

G. Pertanyaan

1. Jelaskan mengapa putaran kwhmeter begitu cepat atau lambat ?

2. Apa yang anda lihat dan amati sebagai ciri khas beban resistif ?


Percobaan 5

Segitiga Daya

A. Tujuan

1. Mengetahui daya aktif, daya reaktif dan daya nyata dalam segitiga daya.

2. Mengetahui hubungan antara daya P, Q dan S.

B. Teori

Hubungan antara daya aktif(W), daya reaktif(VAR) dan daya nyata (VA),

sebagaimana terlihat pada gambar 5-1.

Gambar 5-1. Segitiga Daya

Untuk arus dan tegangan sinusoidal, faktor daya(Cos ? ) dapat dihitung dengan

rumus :

kVA

kW

VI

VI

S

PCos

cos

dengan

P = V.I cos ? (W)

Q = V.I sin ? (VAR)

S = V.I (VA)

atau

? ? = (? ? + ? ? )sehingga? = ? (? ? + ? ? )


C. Alat dan bahan


Amperemeter 1 buah

Voltmeter 1 buah

Power meter 2 buah

Cos ? meter 1 buah







Gambar 5-1. Pengukuran daya P dan Q pada beban R dan L



2. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar 5-1.


kabel R-S-T-N-PE pada beban resistif kemudian beban induktif.


4. Dari sumber tiga fasa kemudian melalui amperemeter untuk mengukur

arus (hanya fasa R), daya aktif P, daya reaktif Q dan Cos ? sedangkan

fasa S (kabel warna kuning) dan fasa T (kabel warna hitam) serta netral

(kabel warna biru) langsung ke beban.

(Catatan : Perhatikan dengan baik posisi switch untuk P maupun Q).


pengukuran pada beban resistif maupun pada beban induktif.


hijau pada panel untuk mengoperasikan rangkaian.


data dan tekan “OFF” untuk memutuskan sambungan.



9. Lakukan hal yang sama untuk beban induktif serta beban yang

dihubungkan parallel R // L (gambar 5.2).

Gambar 5-2. Menentukan daya P, Q dan S pada beban R dan L


F. Data

Tabel 5.1. Hasil pengukuran untuk beban resistif

NoR

(%)Tegangan

(V)Arus

(I)P

(Watt)Cos ? Sudut

phasa (? )

PHitung

(Watt)

R1 100 %

R2 80 %

R3 60 %

R4 40 %

R5 20 %

Tabel 5.2. Hasil pengukuran untuk beban induktif

NoL

(henry)Tegangan

(V)Arus

(I)Q

(Var)Cos ? Sudut

phasa (? )

Q Hitung

(Var)

L1 6.0 H 0.25A

L2 4.8 H 0.25A

L3 2.4 H 0.25A

L4 1.2 H 0.5A

L5 1.0 H 0.5A

Tabel 5.3. Beban resistif parallel dengan beban induktif pada sistem 3 fasa

NoRL V

(Volt)I

(Amp)Cos ? P

(Watt)Q

(Var)Shitung

(VA)P hitung

(Watt)Qhitung

(Var)

1 R1//L1

2 R1//L2

3 R2//L3

4 R2//L4

5 R2//L4

G. Pertanyaan

1. Gambarkan kurva masing-masing untuk P, Q dan S

2. Bagaimana pendapat anda tentang hubungan ketiga parameter tsb ?


Percobaan 6

Pengukuran Daya Reaktif

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya reaktif pada beban induktif.

2. Mengetahui penggunaan energy dalam kVArh meter tiga fasa.

B. Teori

Motor-motor listrik yang banyak digunakan di industri, kebanyakan

memerlukan daya reaktif untuk beroperasi. Namun bila tidak di kontrol

dengan baik maka pemakaian daya reaktif dapat terjadi secara berlebihan

dari nilai yang ditetapkan oleh PLN karena apabila factor daya yang

dihasilkan kurang dari 0,85, pelanggan akan dikenakan denda kVARh. Daya

reaktif adalah daya yang memiliki sifat yang tidak diinginkan yaitu

amplitude osilasi dayanya tidak dibenarkan perpindahan tenaga menyeluruh,

adapun persamaan untuk menghitung daya reaktif adalah

Q = I2X atau

Q = V I Sin ? (Var)

C. Alat dan bahan


KVARh meter 1 buah

Amperemeter 1 buah

Voltmeter 1 buah

Power meter 2 buah

Stop clock 1 buah

Cos ? meter 1 buah







Gambar 6-1. Pengukuran daya dengan kVARh meter



2. Rangkaian di hubungkan sesuai dengan gambar.

3. Beban induktif yang terhubung dalam koneksi beban seimbang.


kabel R-S-T-N-PE dan pada beban induktif.

5. Periksa kembali koneksi kabel fasa serta netral dan pentanahan.


6. Setelah rangkaian terpasang sesuai gambar, “ON” kan sumber tiga fasa

secara bersamaan dengan stop clock. Atur nilai beban L sesuai tabel 6.1

dan lakukan pengukuran.

7. Total daya reaktif Qt, waktu t di ambil dari putaran piringan. Dengan

r = 2 putaran.

8. Catat hasilnya dengan menggunakan tabel 6-1

F. Data

Tabel 6.1. Menentukan daya Q sesuai prosentase pembebanan beban induktir

NoL Q12

(Var)Q32

(Var)Qt

(Var)I

(A)Teg(V)

t(detik)

N(r/kvarh)e

(%)

1 L1

2 L2

3 L3

4 L4

5 L5

6 L6

Total daya reaktif Qt ditentukan dengan menjumlahkan nilai Q12 dan Q32

G. Pertanyaan

Nilai N ditentukan menggunakan persamaan :

? = ? ? ? ? .? ? ? ? .?? ? .? = ⋯ ( ?

? ? ? ?? )error meter

? (%) = ? ?? ?? ?− 1? 100Di mana Nrat adalah kecepatan putaran nomimal meter


Percobaan 7

Sistem Seimbang dan tak seimbang

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya pada beban seimbang dan tak seimbang.

2. Mengetahui perubahan arus netral beban sembang dan tak seimbang.

B. Teori

Sistem dikatakan simetri bila pada ketiga beban baik fasa R, S dan T

mencatu beban yang seimbang sehingga dalam kondisi demikian tidak akan

ada arus yang mengalir pada kawat netral. Sebaliknya bila beban menjadi tak

seimbang di mana fasa R, fasa S dan fasa T memiliki beban yang tidak sama

atau berbeda maka akan ada arus yang mengalir melalui kawat netral.

Seimbang bila

(IR< 00) + (IS < 1200) + (IT < 2400) = 0

Tak sembang bila

(IR< 00) + (IS < 1200) + (IT < 2400) ≠ 0

Rumus untuk menghitung daya beban

? = ? ? ? ?? ?C. Alat dan Bahan


Amperemeter 1 buah

Voltmeter 1 buah

Power meter 2 buah

Cos ? meter 1 buah

Control unit 1 buah


Circuit breaker 1 buah

Tang ampere 1 buah

Beban Lampu pijar (LP) 3 buah

Beban Lampu hemat energy (LHE) 3 buah





Gambar 7-1. Sistem seimbang dan tak seimbang


1. Gunakan gambar 7-1 sebagai tampilan rangkaian dari suplai ke beban.

2. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan sesuai kebutuhan.

3. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana pada gambar 7.2.


kabel R-S-T-N-PE pada beban lampu pijar masing-masing fasa R 100

watt, fasa S (100 watt) dan fasa T (100 watt) untuk system seimbang.


memastikan pengukuran yang akan dilakukan.

6. “ON”kan suplai tiga fasa dengan menekan tombol warna hijau dan

operasikan circuit breaker sehingga lampu pijar akan menyala.

7. Amati serta catat hasil pengamatan yang tertera pada control unit untuk

sistem tiga fasa dan satu fasa.


8. Gunakan tang ampere serta amperemeter analog yang di siapkan untuk

mengecek arus yang mengalir pada kawat netral.

9. “OFF” kan suplai rangkaian dengan melepas bola lampu fasa R dan

diganti dengan satu buah lampu hemat energy sehingga menjadi beban

tak seimbang ( Fasa R = LHE), ( Fasa S = LP 100 Watt), ( Fasa T = LP

100 Watt).

10. Catat hasil pengukuran pada tabel yang tersedia.

11. Lakukan pengukuran pula untuk system tak seimbang dengan mengatur

beban lampu menjadi (Fasa R = LHE), (Fasa S = LP 100 Watt) dan

(Fasa T = LHE).

12. Setelah selesai melakukan percobaan, off kan power supply tiga fasa

serta benahi rangkaian seperti semula.

Gambar 7-2. Pengukuran sistem 3 fasa 3 kawat dengan beban Y


F. Data

Tabel 7-1. Sistem seimbang

3 Fasa

LampuPijar

100 W

V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

1 Fasa

V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

I2(Amp)

I3(Amp)

P1(Watt)

P2(Watt)

P3(Watt)

1 Fasa

S1(VA)

S2(VA)

S3(VA)

Q1(Var

Q2(Var)

Q3(Var)

Cos? 1 Cos? 2 Cos? 3Arus Netral A (Analog) A (Digital)

Beban seimbang; LP 100 Watt (R), LP 100 Watt (S), LP 100 Watt (T)

Tabel 7-2. Sistem tak seimbangLHE (R), LP 100 Watt (S), LP 100 Watt (T)

3 Fasa

LampuPijar

100 W

V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

1 Fasa

V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

I2(Amp)

I3(Amp)

P1(Watt)

P2(Watt)

P3(Watt)

1 Fasa

S1(VA)

S2(VA)

S3(VA)

Q1(Var

Q2(Var)

Q3(Var)



Tabel 7-3. Sistem tak seimbangLHE (R), LP 100 Watt (S), LHE (T)

3 Fasa

LampuPijar

100 W

V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

1 Fasa

V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

I2(Amp)

I3(Amp)

P1(Watt)

P2(Watt)

P3(Watt)

1 Fasa

S1(VA)

S2(VA)

S3(VA)

Q1(Var

Q2(Var)

Q3(Var)


G. Pertanyaan

1. Jelaskan mengapa pada beban seimbang arus yang mengalir pada kawat

netral sangat kecil dan cenderung nol ?

2. Mengapa penggunaan beban yang bervariasi pada fasa R, fasa S dan

fasa T mengakibatkan munculnya arus pada kawat netral ?

3. Bandingkan hasil pengukuran arus netral yang menggunakan meter

analog dengan meter digital.


Percobaan 8

Pengukuran Daya pada beban RL

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya aktif, reaktif dan nyata pada beban RL.

2. Mengetahui daya fasa R,S,T untuk sistem satu fasa dan tiga fasa.

B. Teori

Variasi beban yang digunakan oleh konsumen akan mempengaruhi

perubahan suplai energy yang dibangkitkan dari sumber pembangkit.Tiap

beban bisa saja memiliki harga power faktor yang berbeda dengan beban

lain seperti pada beban resistif (R), beban induktif (L) serta beban RL.

Masing-masing harga power faktor berkaitan dengan harga tegangan supply-

nya berdasarkan besaran vektor. Kebanyakan beban listrik mempunyai faktor

kerja lagging sehingga beban tersebut akan membutuhkan daya reaktif

sangat besar dan hal ini akan mengakibatkan faktor daya menjadi semakin

kecil.

C. Alat dan bahan


Circuit breaker 1 buah

Control unit 1 buah

Tang ampere 1 buah

Beban resistif 1 buah

Beban induktif 1 buah






Gambar 8. Pengukuran daya beban RL


1. Siapkan alat dan bahan sesuai kebutuhan gambar 8-1.

2. Beban R di parallel dengan beban L (perhatikanwarna kabel RSTN)

3. Amati baik-baik setiap alat ukur serta catat hasilnya dalam tabel

F. Data

Tabel 8-1. Beban R parallel L ( Resistif-Induktif ) untuk sistem 3 fasa

NoR//L

(Ohm)V

(Volt)I

(Amp)P

(Watt)Cos? S

(VA)Q

(Var)Kwh

KVarh1 R1//L1

2 R2//L2

3 R3//L3

4 R4//L4

Tabel 8-2. Beban R parallel L untuk sistem 1 fasa (V, I, Cos ? )

NoV1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)I2

(Amp)I3

(Amp)Cos ? 1

Cos ? 2

Cos ? 3

1

2

3


4

Tabel 8-3. Daya beban R dan Ldi masing-masing fasa (R, S, T)

NoP1

(Watt)P2

(Watt)P3

(Watt)S1

(VA)S2

(VA)S3

(VA)Q1

(Var)Q2

(Var)Q3

(Var)1

2

3

4

G. Pertanyaan

1. Hitung PTotal, QTotal STotal dari data-data tersebut di atas.


Percobaan 9

Regulasi Tegangan

A. Tujuan

1. Mengetahui besarnya regulasi tegangan berdasarkan panjang penghantar.

2. Membandingkan nilai tegangan di sisi kirim maupun di sisi terima

3. Menganalisa pengaruh pembebanan terhadap nilai tegangan

B. Teori

Regulasi tegangan atau pengaturan tegangan atau Voltage Regulation (VR)

adalah selisih dalam persentase antara tegangan skalar di ujung beban pada

beban nol (No Load) dan tegangan skalar di ujung beban pada beban penuh

(Full Load). Secara singkat di rumuskan sebagai :

? ? (%) = ? ? (? ???? ) − ? ? (????? ? )? ? (????? ? ) ? 100 %di mana

? ? (? ???? ) = Tegangan pada sumber (sisi kirim)

? ? (????? ? ) = Tegangan pada sisi pemakaian (beban R dan L)

C. Alat dan bahan


Amperemeter 2 buah


Voltmeter 6 buah

Cos ? meter 1 buah


Beban capasitor 1 buah





Peralatan dipasang pada kedua sisi yakni sisi kirim dan sisi terima

Gambar 9-1. Regulasi tegangan pada beban induktif


Gambar 9-2. Pengaruh penambahan C pada beban induktif


1. Siapkan alat maupun bahan yang diperlukan.

2. Hubungkan rangkaian ke beban induktif tanpa C.

3. Tegangan sumber di atur-atur sesuai % V kemudian tulislah hasil

pengamatan dalam tabel.

4. Lakukan langkah-langkah diatas untuk beban yang menggunakan C.

5. Amati baik-baik setiap nilai pada alat ukur serta catat hasilnya.

F. Data

Tabel 9-1. Pengaturan tegangan pada beban induktor

No Tegangan(%)

Sisi Kirim Sisi TerimaVk1

(Volt)Vk2

(Volt)Vk3

(Volt)Ik1(A)

It1(A)

Vt1(volt)

Vt2(volt)

Vt3(volt)

Cos ?

1

2

3

4

5


Tabel 9-2. Pengaturan tegangan dengan penambahan capasitor

No

V(%)

Sisi Kirim Sisi TerimaVk1

(Volt)Vk2

(Volt)Vk3

(Volt)Ik1(A)

It1(A)

Vt1(volt

)

Vt2(volt)

Vt3(volt)

Cos ? C(μF)

1

2

3

4

5

G. Pertanyaan

1. Bagaimana pengaruh nilai regulasi tegangan sisi kirim dan sisi terima

2. Seberapa besar panjang saluran mempengaruhi faktor daya beban ?

3. Jelaskan tentang perubahan tegangan sebelum dan sesudah penambahan

Capasitor.


Percobaan 10

Transformator Arus (CT) 1 fasa

A. Tujuan

1. Mengetahui fungsi trafo arus dengan ratio yang berbeda.

2. Menentukan besarnya arus sekunder dari ratio trafo yang berbeda

B. Teori

Penyaluran daya listrik ke konsumen selalu menggunakan transformator dua

belitan sebagaimana gambar 10-1.

Gambar 10-1. Rangkaian ekivalen fasa A transformator Y-Y

Arus yang mengalir pada sisi primer bisa diketahui dari arus yang ada di

sekunder trafo. Trafo arus ( Current Transformer ) atau CT banyak digunakan

di panel-panel termasuk di gardu induk.

Perbandingan arus primer (AI ) dan arus sekunder trafo ( aI )

atau

Error (%) :

Trafo 1 : 1 Trafo 5 : 1

a

ATI

IY-Y

%1002

1 xI

I %100

52

1 xxI

I

2

1Y-Y I

IT


C. Alat dan bahan

Power supply 1 fasa 1 Buah

Amperemeter 2 Buah

Voltmeter 1 Buah

Beban Resistif 1 Buah

Single phase CT 1 Buah

Load for CT 1 Buah

Kabel fasa (merah) secukupnya




Gambar 10-2. Pengukuran ratio trafo arus



2. Mulailah lebih dulu dengan ratio trafo 1 : 1,


3. Atur alat-alat dengan melihat rangkaian sebagaimana gambar 10-2

4. Hubungkan sesuai gambar rangkaian (warna kabel merah-biru)

5. Amati baik-baik setiap pengukuran serta catat hasilnya dalam tabel

6. Sesuaikan rangkaian untuk ratio trafo 5 : 1, catat hasilnya

7. Off kan power supply dan benahi rangkaian seperti semula.

F. Data

Tabel 10-1. Rasio Trafo arus 1 : 1

Arus I1 (A) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Arus I2 (A)Error (%)

Tabel 10-1. Rasio Trafo arus 5 : 1

Arus I1 (A) 0.5 0.7 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

Arus I2 (A)Error (%)

G. Pertanyaan

1. Apa pendapat anda tentang ratio trafo 1 : 1 untuk nilai I1 dan I2 ?

2. Bagaimana anda menyimpulkan nilai error pada ratio trafo 5 : 1.


Percobaan 11

Sistem tiga fasa tiga kawat

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya beban motor dan beban resistif tiga fasa.

2. Membandingkan hasil pengukuran dengan data name plate pada motor.

B. Teori

Hampir semua energi listrik dibangkitkan, ditransmisikan, dan

didistribusikan dalam bentuk sistem tiga-fasa. Idealnya, tegangan yang

dirasakan peralatan adalah tegangan tiga-fasa dengan bentuk sinusoidal dan

seimbang. Akan tetapi adanya pembebanan yang tak seimbang serta

ketidakseimbangan impedansi saluran menyebabkan tegangan yang

dirasakan oleh peralatan menjadi tidak seimbang. Ketidakseimbangan

menyebabkan efisiensi motor induksi menurun dan menyebabkan munculnya

harmonisa orde rendah pada penyearah.

Beban seimbangbila pada ketiga fasa R, S dan T mencatu beban yang

memiliki nilai yang sama sehingga arus tidak mengalir pada kawat netral

sebaliknya beban tak seimbangbila pada fasa R, fasa S dan fasa T memiliki

nilai beban yang tidak sama.

C. Alat dan bahan

Voltmeter 3 buah

Amperemeter 3 buah

Power supply 1 buah

Power meter 3 buah

Cos ? meter 1 buah


Squirrel Cage Motor 1 buah

Beban Resistif tiga fasa 1 buah

Control unit 1 buah


Gambar 11-1. Pengukuran daya menggunakan control unit

Gambar 11-2. Pengukuran sistem tiga fasa tiga kawat beban resistif


1. Hubungkan rangkaian ke motor squirrel cage.

2. “ON”kan sumber tegangan dan lakukan pengukuran pada sistem tiga

fasa kemudian satu fasa.

3. Catat hasil pengamatan V, I, P, Cos ? , S, Q, Kwh, Kvarh

4. Lepaskan rangkaian dan gantikan dengan beban resistif (tanpa

menggunakan netral).

5. Ulangi langkah kerja seperti di atas dan tuliskan hasilnya


6. Off-kan sumber dan kembalikan peralatan serta kabel seperti semula.

F. Data

Tabel 11-1. Squirrel Cage motor (beban Delta - ∆)

3 Fasa

Squirrel Cage motor

V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

1 Fasa

V1(Volt)

V2(Volt)

V3(Volt)

I1(Amp)

I2(Amp)

I3(Amp)

P1(Watt)

P2(Watt)

P3(Watt)

1 Fasa

S1(VA)

S2(VA)

S3(VA)

Q1(Var

Q2(Var)

Q3(Var)

Cos? 1 Cos? 2 Cos? 3

Tabel 11-2. Beban R ( Resistif) Untuk sistem 3 fasa

NoResistif(R-S-T)

V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? Kwh KVarh1 100 %

2 80 %

3 60 %

4 40 %

5 20 %

Tabel 11-3. Beban R ( Resistif) Untuk sistem 1 fasa

NoV1

(Volt)V2

(Volt)V3

(Volt)I1

(Amp)I2

(Amp)I3

(Amp)P1

(Watt)P2

(Watt)P3

(Watt)1

2

3

4

5

G. Pertanyaan

1. Mengapa motor membutuhkan suplai tiga fasa untuk beroperasi ?

2. Gambarkan kurva beban resistif.


Percobaan 12

Pengukuran Daya Lampu Pijar

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya pada dua buah lampu pijar yang terhubung

2. parallel dan seri serta perubahan arus serta daya sesuai pengaturan

tegangan.

B. Teori

Lampu pijar adalah salah satu beban yang bersifat resistif. Jika lampu

dihubungkan dengan suplai daya listrik maka akan mengalir arus listrik

menuju ke beban. Efek yang ditimbulkan beban lampu pijar berupa rugi-

rugi dalam bentuk panas sesuai dengan kemampuan kawat wolfram pada

lampu. Perubahan panas atau cahaya pada lampu pijar dapat di atur melalui

potensiometer yang bersifat variable tergantung kebutuhan konsumen yang

menggunakan lampu tersebut. Cahaya optimal lampu pijar dicapai ketika

tegangan diatur pada keadaan 220 volt.

C. Alat dan bahan


Amperemeter 1buah

Voltmeter 1 buah

Lampu pijar 100 watt 2 buah

Power factor meter 1 buah

Kabel fasa (merah) secukupnya





Gambar 12-1. Pengukuran daya beban lampu paralel

Gambar 12-2. Pengukuran beban lampu yang terhubung seri


1. Rangkailah rangkaian seperti pada gambar dengan hubungan parallel.

2. Mulailah dahulu dengan sumber tegangan 220 volt kemudian perlahan-

lahan diturunkan sampai lampu tidak menyala.

3. Catat hasil pengamatan V, I, P, Cos ? dalam tabel

4. Atur kedua lampu menjadi hubungan seri seperti pada gambar 12-2.

5. Ulangi langkah kerja seperti di atas dan tuliskan hasilnya



F. Data

Tabel 12-1.Lampu pijar yang terhubung paralel

No V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? P(Hitung)

Keterangan

1

2

3

4

5

Tabel 12-2.Bebanlampu yang terhubung seri

No V(Volt)

I(Amp)

P(Watt)

Cos? P(Hitung)

Keterangan

1

2

3

4

5

G. Pertanyaan

1. Jelaskan perbedaan menyolok antara hubungan seri dan parallel

2. Bagaimana anda menjelaskan hubungan sumber tegangan dengan

perubahan cahaya pada lampu ?

3. Apa pendapat anda tentang rugi-rugi daya yang dikonversikan dalam

bentuk nyala lampu ?


Percobaan 13

Sistem tiga fasa Beban Induktif

A. Tujuan

1. Mengetahui besarnya daya reaktif pada system tiga fasa.

2. Mengetahui pengaruh variasi beban L terhadap nilai daya Q

3. Membandingkan nilai daya Q terukur tanpa C dan dengan C.

.

B. Teori

Selain beban resistif, kebanyakan beban-beban di industri dari yang kecil

sampai industry besar menggunakan beban induktif seperti motor listrik. Bila

pemakaian beban induktif terlalu berlebihan maka pada sisi pembangkitan

akan mengalami kekurangan daya reaktif. Untuk hal tersebut maka power

factor beban atau cos ? pelanggan tidak boleh berada di bawah nilai 0,85

sebab jika hal ini terjadi maka akan dikenakan denda kVAR yang besarnya

sudah diatur.

Besarnya daya beban induktif dapat dihitung menggunakan persamaan:

? = ? ? ??? ? (Var)

.

C. Alat dan bahan


Control Unit 1 buah


Beban capasitor 1 buah

Kabel secukupnya (merah, kuning, hitam dan biru)



Gambar 13.1. Pengukuran pada beban induktif tiga fasa

Gambar 13.2. Beban induktif dengan penambahan kapasitor


1. Hubungkan rangkaian seperti pada gambar 13-1.

2. “ON” kan sistem dan catat hasilnya.

3. Lakukan pengukuran untuk beban inductor dengan penambahan

kapasitor (gambar 13-2).



F. Data

Tabel 13-1 Beban induktor tanpa C

NoBeban Induktif

V(Volt)

I(Amp)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

Q(hitung)

1 6.0 H 0.25 A

2 4.8 H 0.25 A

3 2.4 H 0.25 A

4 1.2 H 0.5 A

5 1.0 H 0.5 A

Tabel 13-2 Beban induktor dengan C

CBeban Induktif

V(Volt)

I(Amp)

Cos? S(VA)

Q(Var) Kwh KVarh

Q(hitung)

C1 6.0 H 0.25 A

C2 4.8 H 0.25 A

C2 2.4 H 0.25 A

C3 1.2 H 0.5 A

C3 1.0 H 0.5 A

‘G. Pertanyaan

1. Bandingkan nilai beban yang terukur dengan yang tertera pada peralatan.

2. Sejauhmana pengaruh penambahan C terhadap V, I, Cos ? , S, Q serta kwh

dan kvarh.

3. Berikan kesimpulan anda.


Percobaan 14

Pengukuran Daya beban Kapasitor

A. Tujuan

1. Mengetahui pengukuran daya pada beban kapasitor sistem satu fasa.

2. Menganalisapengaruh perubahan C terhadap perubahan arus dan daya.

B. Teori

Kapasitor merupakansatu-satunya komponen listrik yang menghasilkan daya

reaktif atau sebagai injeksi pada jaringan dimana dia terhubung. Bila kapasitor

dipasang pada jaringan yang bersifat induktif maka daya reaktif yang harus

disediakan oleh sumber akan berkurang disebabkan faktor daya jaringan yang

naik.Karakteristik kapasitor bersifat leading sehingga beban-beban yang

bersifat induktif (lagging) menjadi diperbaiki faktor dayanya.Dalam hal ini

daya aktif tidak berubah sedangkan daya reaktif menjadi berkurang karena

kompensasi kapasitif setelah dipasang kapasitor.

C. Alat dan bahan


Amperemeter 1 buah

Beban kapasitor 1 buah

Power meter 1 buah

Power factor 1 buah



Gambar 14. Pengukluran daya beban Kapasitor


1. Siapkan alat dan bahan sesuai kebutuhan gambar 14

2. Hubungkan satu persatu sesuai gambar rangkaian (warna kabel RN)

3. Amati baik-baik setiap alat ukur serta catat hasilnya dalam tabel

F. Data

No V(Volt)

I(Amp)

? Cos? Q(Var)

Q(Hitung)

Nilai C

1 2 µF

2 4µF

3 8µF

4 16µF

G. Pertanyaan

1. Jelaskan pengaruh nilai C yang bervariasi terhadap V, I, Cos ?2. Bandingkan nilai daya hasil pengukuran dan perhitungan.

modul - polimdo · 6. putar pelan-pelan potensio pada beban resistif sesuai persentase beban yang...

Documents